Методы и средства борьбы с сорной растительностью с использованием импульсных СВЧ-излучений

• Автор: Полевик, Николай Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 344 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. ПРОБЛЕМА РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЙ БОРЬБЫ С

СОРНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ

1.1. Существующие электротехнологии борьбы с сорной растительностью.

1.2. Обзор основных результатов исследований и технических средств, для реализации СВЧметода борьбы с сорной

растител ьн остью.

1.2.1. Два подхода в исследованиях воздействия электромагнитной энергии СВЧ на сорную растительность.
1.2.2. Обзор технических средств для реализации СВЧметода борьбы с сорной растительностью.
1.2.3. Обзор рабочих органов СВЧустановок. Основные требования. Сравнительный анализ.

1.3. Заключение и выводы

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СВЧМЕТОДА БОРЬБЫ
С СОРНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ
2.1. Оценка влияния предпосевной обработки почвы электромагнитной энергией СВЧ на засоренность посевов
2.2. Биотропные параметры импульсного потока электромагнитной энергии и их влияние на биологическую и энергетическую эффективность СВЧметода.
2.2.1. Биотропные параметры, характеризующие интенсивность электромагнитного излучения
2.2.2. Биотропные параметры, характеризующие энергетические характеристики импульсного потока электромагнитной энергии.
2.2.3. Биотропные параметры, характеризующие спектральную структуру импульсного потока электромагнитного излучения.
2.2.4. Биотропные параметры, характеризующие поляризационную пространственную структуру электромагнитного излучения.
2.3. Теоретические основы анализа поляризационной избирательности биологических объектов по экспериментальным данным
2.4. Оптимизация потоков электромагнитной энергии в СВЧустаповках для борьбы с сорной растительностью
2.5. Минимизация побочных излучений СВЧэнергии и ее локализация в обрабатываемом участке почвы
2.6. Исследование пространственновременной структуры потоков эллиптически поляризованного электромагнитного излучения при работе излучателя СВЧэнергии на почву и обоснование средств ее контроля
2.7. Заключение и выводы
Глава 3. МЕТОДИКА И АППАРАТУРА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Методики исследований структуры потоков электромагнитной энергии при ее вводе в почву.
3.2. Устройство ввода СВЧэнергии в почву
3.3. Методики настройки и испытаний излучателя с эллиптической поляризацией электромагнитной волны
3.4. Лабораторная исследовательская установка.
3.5. Методы лабораторных исследований.
3.6. Методика полевых опытов.
3.7. Заключение и выводы
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1. Результаты экспериментальных исследований устройств ввода СВЧэнергии в почву с излучателем эллиптически поляризованных электромагнитных волн
4.1.1. Экспериментальная проверка методики настройки излучателя эллиптически поляризованных электромагнитных волн при наличии отражений от обрабатываемого объекта .
4.1.2. Экспериментальные исследования структуры потоков электромагнитной энергии при се вводе в почву.
4.1.3. Экспериментальная проверка работоспособности устройства измерения коэффициента отражения эллиптически поляризованных электромагнитных волн
4.2. Результаты экспериментальных исследований влияния импульсного потока электромагнитной энергии СВЧ на семена сорных растений.
4.2.1. Влияние биотропных параметров, характеризующих амплитудную и спектральную структуру импульсного потока электромагнитной энергии на семена сорных растений
4.2.2. Влияние поляризационной пространственной структуры импульсного потока электромагнитной энергии
на всхожесть семян сорных растений.
4.3. Заключение и выводы
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СВЧМЕТОДА
БОРЬБЫ С СОРНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
5.1. Макетный образец мобильной полевой установки для обработки почвы.
5.2. Экспериментальные исследования макета мобильной полевой
установки
5.3. Установка Импульс1 для борьбы с сорной растительностью
5.4. Экспериментальные исследования мобильной полевой установки Импульс1
5.4.1. Влияние предпосевной обработки почвы установкой
Импульс1 на прорастание сорной растительности
5.4.2. Влияние предпосевной обработки почвы установкой
Импульс1 на структуру урожая и урожайность культур.
5.4.3. Влияние установки Импульс1 на почву
5.5. Заключение и выводы
Глава 6. ЭНЕРГОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ПРИМЕНЕНИЯ УСТАНОВКИ ИМПУЛЬС1 ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ.
6.1. Расчет энергетической эффективности применения установки Импульс1.
6.2. Расчет экономической эффективности применения установки Импульс1.
6.3. Заключение и выводы.
Заключение и общие выводы.
1 аправление дальнейших исследований
Использование результатов НИР в СВЧ технологиях с.х. назначения и
медикобиологических исследованиях
Список использованной литературы


Из известных типов мощных СВЧгенераторов клистроны, магнетроны, лампы бегущей волны, СВЧтриоды в дециметровом диапазоне длин волн наиболее полно отвечают требованиям работы в условиях, используемых для технологических целей, магнетронные генераторы непрерывного генерирования , 1. Они имеют наибольший к. Недостатками магнетронов являются зависимость параметров от характеристик нагрузки, высокие требования к качеству согласования с нагрузкой, побочные излучения из катодного узла. Для обеспечения стабильной и долговечной работы магнетрона необходимо выполнить повышенные требования к стабильности питающих напряжений цепей накала и создания магнитного поля , . Рассмотрим варианты практического исполнения СВЧустановок. На рис. США. Первая модель установки I рис. В качестве генераторов использованы магнетроны с рабочей частотой МГц. На рис. Е производительность 0,5 2,0 га в день. В качестве СВЧгенераторов используются два пролетных клистрона по кВт, рабочая частота МГц. Установка самоходная, питание осуществляется от дизельгенератора. На рис. V. СВЧгенераторы с устройствами ввода УВ энергии в почву расположены на транспортном средстве, на прицепной тележке размещено силовое оборудование и система охлаждения СВЧгенераторов. Во Франции 2 разработан опытный образец машины мощностью кВт, рабочая скорость 1,5 кмч, глубина обработки 0,1 м. Питание осуществляется от генератора, соединенного с валом отбора мощности трактора. СВЧгенератор и антенное устройство размещены между осями трактора в отдельном корпусе. Источник питания СВЧгенератора расположен в отсеке за сидением водителя, система охлаждения размещена над передней осыо трактора. ЧИМЭСХ ЧГАУ совместно с ОКБ завода Контакт и СибНИИСХозом разработана установка ЧОС1 1 рис. Установка собрана на базе серийно выпускаемого источника Хазар2Р рабочая частота МГц, максимальная выходная мощность 2,5 кВ г. Питание осуществляется от сети с помощью кабеля. В МИИСП создан макетный образец установки для обработки почвы в теплицах рис. Мощность установки 2x2,5 кВт, рабочая частота МГц. В качестве генераторов используются магнетроны. Установка собрана на мостовом шасси. Ввод энергии в почву осуществляется Есекториальными усеченными рупорами. Защита обслуживающего персонала от СВЧизлучения выполнена с помощью экранирующей металлической сетки. На рис. ПИИ приборостроения 9, которая также предназначена для обработки почвы в закрытом грунте. Установка выполнена аналогично описанной в 8, только на другой элементной базе, что позволило улучшить массогабаритные показатели. В установке применены рупорные излучатели. На рис. СВЧустановки, разработанной специалистами ВНИПТИМЭСХ 2,0 для обработки отдельных узлов и систем, а также проведения полевых экспериментов. Макет состоит из самоходной электрифицированной платформы с передней навеской СВЧмодуля, копирующей рельеф поверхности почвы, системы электроснабжения, системы защиты от поражения электрическим током, двух источников СВЧэнергии, состоящих из СВЧмодулей, выполненных на магнетронных генераторах мощностью кВт частотой излучения 5 МГц, блоков питания СВЧгенераторов и системы их охлаждения, системы управления и контроля. Макет позволяет исследовать различные конструктивные решения СВЧизлучателей, в качестве которых выбраны волноводнощелевые излучатели нерезонансного тина. Для обеспечения санитарных норм по уровню побочного излучения использована система защиты, состоящая из боковых отражающих экранов, которые одновременно служат для повышения равномерности поля вдоль ширины захвата излучателя. Глубина погружения экранов для двухконтуриой схемы составляет 0, 0, м. Рабочая скорость от 0, до 2 кмч. Вт и установка на базе пропашного трактора мощностью кВт с навеской СВЧоборудования таблица 1. Таблица 1. Мощность электро силовой установки, кВт Количество СВЧмодулей, шт Выходная СВЧмощность модуля, кВт Производительность при рядковой обработке, гач Удельные энерго затраты. МДжм2 Масса навесного оборудования. Имеющиеся сведения о конструктивных решениях, технологических режимах работы и эффективности зарубежных установок не позволяют в полной мере оценить их техникоэкономические характеристики.